מאת לורנס (לארי) ואן איסג'ם הוא נשיא/מנכ"ל Van Technologies, Inc.
במהלך עשיית עסקים עם לקוחות תעשייתיים על בסיס בינלאומי, התייחסנו למספר מדהים של שאלות וסיפקנו פתרונות רבים הקשורים לציפויים הניתנים לריפוי UV. להלן כמה מהשאלות השכיחות יותר, והתשובות הנלוות עשויות לספק תובנות מועילות.
1. מהם ציפויים הניתנים לריפוי UV?
בתעשיית גימור העץ, ישנם שלושה סוגים עיקריים של ציפויים הניתנים לריפוי UV.
100% פעילים (המכונה לפעמים 100% מוצקים) ציפויים הניתנים לריפוי UV הם הרכבים כימיים נוזליים שאינם מכילים כל ממס או מים. עם היישום, הציפוי נחשף מיד לאנרגיית UV ללא צורך בייבוש או אידוי לפני הריפוי. הרכב הציפוי המיושם מגיב ליצירת שכבת משטח מוצקה באמצעות התהליך התגובתי המתואר ונקרא כראוי פוטופולימריזציה. מכיוון שאין צורך באידוי לפני הריפוי, תהליך היישום והריפוי יעילים וחסכוניים להפליא.
ציפויים היברידיים הניתנים לריפוי UV הנישאים במים או ממיסים מכילים כמובן מים או ממס כדי להפחית את התוכן הפעיל (או המוצק). הפחתה זו בתכולת המוצק מאפשרת קלות רבה יותר בשליטה על עובי הסרט הרטוב המיושם, ו/או בשליטה על צמיגות הציפוי. בשימוש, ציפוי UV אלו מיושמים על משטחי עץ במגוון שיטות ויש לייבש אותם במלואם לפני ריפוי UV.
ציפוי אבקה הניתנים לריפוי UV הם גם 100% קומפוזיציות מוצקות ובדרך כלל מיושמים על מצעים מוליכים באמצעות משיכה אלקטרוסטטית. לאחר היישום, המצע מחומם כדי להמיס את האבקה, שזורמת החוצה ליצירת סרט משטח. לאחר מכן ניתן לחשוף את המצע המצופה מיד לאנרגיית UV כדי להקל על הריפוי. סרט השטח המתקבל כבר אינו ניתן לעיוות חום או רגיש.
קיימות וריאנטים של ציפויים אלה הניתנים לריפוי UV, המכילים מנגנון ריפוי משני (מופעל בחום, תגובת לחות וכו') שיכול לספק ריפוי באזורי פני השטח שאינם חשופים לאנרגיית UV. ציפויים אלה מכונים בדרך כלל ציפויים בעלי ריפוי כפול.
ללא קשר לסוג הציפוי הניתן לריפוי UV המשמש, גימור השטח או השכבה הסופית מספקת תכונות איכות, עמידות ועמידות יוצאות דופן.
2. באיזו מידה ציפויים הניתנים לריפוי UV נצמדים למיני עץ שונים, כולל סוגי עצים שמנוניים?
ציפויים הניתנים לריפוי UV מציגים הידבקות מצוינת לרוב מיני העץ. חשוב לוודא שקיימים תנאי ריפוי מספיקים כדי לספק באמצעות ריפוי והדבקה מתאימה למצע.
ישנם מינים מסוימים שבאופן טבעי הם מאוד שמנוניים ועשויים לדרוש מריחת פריימר מקדם הידבקות, או "tiecoat". ואן טכנולוגיות ביצעה מחקר ופיתוח ניכרים להדבקה של ציפויים הניתנים לריפוי UV למיני עץ אלו. ההתפתחויות האחרונות כוללות סילר יחיד הניתן לריפוי UV אשר מונע משמנים, מוהל וזפת להפריע להדבקה של שכבת עליון הניתנת לריפוי UV.
לחלופין, ניתן להסיר את השמן הקיים על משטח העץ ממש לפני יישום הציפוי על ידי ניגוב עם אצטון או ממס מתאים אחר. מטלית סופגת נטולת מוך מורטבת תחילה בממס ולאחר מכן ניגבת על פני העץ. נותנים למשטח להתייבש ואז ניתן ליישם את הציפוי הניתן לריפוי UV. הסרת שמן משטח ומזהמים אחרים מקדמת הדבקה לאחר מכן של הציפוי המיושם למשטח העץ.
3. איזה סוג כתמים מתאימים לציפויי UV?
כל אחד מהכתמים המתוארים כאן ניתן לאטום ביעילות ולציפוי עליון עם 100% אבקה ניתנת לריפוי UV, מופחתת UV, ניתנת לריפוי UV, ניתנת לריפוי UV או UV. לכן, ישנם מספר שילובים בר-קיימא שגורמים לרוב כל כתם בשוק למתאים לכל ציפוי הניתן לריפוי UV. עם זאת, ישנם שיקולים מסוימים הבולטים כדי לוודא שקיימת תאימות לגימור משטח עץ איכותי.
כתמים הנישאים במים וכתמים הניתנים לריפוי UV:בעת מריחת 100% אוטמים/ציפויי אבקה הניתנים לריפוי UV, מופחתים בממסים או חומרי ריפוי UV על כתמים הנישאים במים, חיוני שהכתם יהיה יבש לחלוטין כדי למנוע פגמים באחידות הציפוי, כולל קליפת תפוז, עיני דג, מכתשים. , בריכה ושלוליות. פגמים כאלה מתרחשים עקב מתח הפנים הנמוך של הציפויים המיושמים ביחס למתח פני המים השיורי הגבוה מהכתם המיושם.
היישום של ציפוי הניתן לריפוי UV במים, לעומת זאת, בדרך כלל סלחנית יותר. הכתם המיושם עשוי להפגין רטיבות ללא השפעות שליליות בעת שימוש בסילרים מסוימים הניתנים לריפוי UV באמצעות מים. שאריות לחות או מים מיישום הכתם יתפזרו בקלות דרך סילר/ציפוי ה-UV המוחל במים במהלך תהליך הייבוש. עם זאת, מומלץ מאוד לבדוק כל שילוב של כתם וסילר/ציפוי עליון על דגימת בדיקה מייצגת לפני שמתחייבים למשטח האמיתי שיש לסיים.
כתמים על בסיס שמן וממסים:למרות שייתכן שקיימת מערכת שניתן ליישם על כתמים על בסיס שמן או ממיסים שאינם מיובשים מספיק, בדרך כלל יש צורך, ומומלץ מאוד, לייבש את הכתמים הללו במלואם לפני היישום של כל סילר/ציפוי עליון. כתמים מתייבשים איטיים מסוג זה עשויים לדרוש עד 24 עד 48 שעות (או יותר) כדי להשיג יובש מלא. שוב, מומלץ לבדוק את המערכת על משטח עץ מייצג.
100% כתמים הניתנים לריפוי UV:באופן כללי, ציפויים 100% הניתנים לריפוי UV מציגים עמידות גבוהה לכימיקלים ולמים כשהם מתרפאים במלואם. התנגדות זו מקשה על הדבקות טובה של ציפויים המיושמים לאחר מכן, אלא אם כן המשטח הבסיסי שנרפא ב-UV נשחק במידה מספקת כדי לאפשר הדבקה מכנית. למרות שמוצעים כתמים ניתנים לריפוי 100% UV אשר תוכננו להיות קליטים לציפויים המיושמים לאחר מכן, רוב הכתמים הניתנים לריפוי UV 100% צריכים להיות משוחקים או לרפא חלקית (המכונה שלב "B" או אשפרה בבליטה) כדי לקדם הידבקות בין-שכבות. שלב "B" מביא לשאריות אתרים תגובתיים בשכבת הכתם שיגיבו יחד עם הציפוי המיושם הניתן לריפוי UV כאשר הוא נתון לתנאי ריפוי מלאים. שלב "B" מאפשר גם שחיקה קלה של דניב או חיתוך כל עליית גרגרים שעלולה להתרחש כתוצאה מיישום כתם. איטום חלק או מריחת שכבת עליון תגרום להדבקה מעולה בין ציפוי.
דאגה נוספת עם 100% כתמים הניתנים לריפוי UV נוגעת לצבעים כהים יותר. כתמים בעלי פיגמנטים כבדים (וציפויים פיגמנטיים בכלל) מתפקדים טוב יותר כאשר משתמשים במנורות UV המספקות אנרגיה קרובה יותר לספקטרום האור הנראה. מנורות UV קונבנציונליות מסוימות בגליום בשילוב עם מנורות כספית סטנדרטיות הן בחירה מצוינת. מנורות LED UV אשר פולטות 395 ננומטר ו/או 405 ננומטר מתפקדות טוב יותר עם מערכות פיגמנטיות ביחס למערכים של 365 ננומטר ו-385 ננומטר. יתר על כן, מערכות מנורות UV המספקות כוח UV גדול יותר (mW/cm2) וצפיפות אנרגיה (mJ/cm2) לקדם ריפוי טוב יותר באמצעות הכתם המיושם או שכבת הציפוי הפיגמנטית.
לבסוף, כמו עם מערכות הכתם האחרות שהוזכרו לעיל, מומלץ לבצע בדיקה לפני העבודה עם המשטח האמיתי שיש להכתים ולסיים. הקפד לפני ריפוי!
4. מהי מבנה הסרט המקסימלי/מינימלי עבור 100% ציפוי UV?
ציפוי אבקה הניתנים לריפוי UV מבחינה טכנית הם 100% ציפויים הניתנים לריפוי UV, והעובי המיושם מוגבל על ידי כוחות המשיכה האלקטרוסטטיים הקושרים את האבקה למשטח הגימור. עדיף לפנות לייעוץ של יצרן ציפוי אבקת UV.
לגבי ציפויים נוזליים 100% הניתנים לריפוי UV, עובי הסרט הרטוב המיושם יגרום לאותו עובי שכבה יבשה לאחר ריפוי UV. הצטמקות מסוימת היא בלתי נמנעת אך בדרך כלל היא בעלת תוצאה מינימלית. עם זאת, ישנם יישומים טכניים ביותר המציינים סובלנות של עובי סרט הדוקים מאוד או צרים. בנסיבות אלה, ניתן לבצע מדידת סרט אפוי ישיר כדי לתאם את עובי הסרט רטוב ליבש.
העובי הסופי שניתן להשיג יהיה תלוי בכימיה של הציפוי הניתן לריפוי UV ובאופן הניסוח שלו. ישנן מערכות זמינות שתוכננו לספק משקעי סרט דקים מאוד בין 0.2 מיל ל-0.5 מיל (5µ – 15µ) ואחרות שיכולות לספק עובי העולה על 0.5 אינץ' (12 מ"מ). בדרך כלל, ציפויים מעובדים ב-UV בעלי צפיפות צולבות גבוהה, כגון ניסוחים מסויימים של אוריתן אקרילט, אינם מסוגלים לעובי סרט גבוה בשכבה אחת. מידת ההתכווצות בעת הריפוי תגרום לסדקים חמורים של הציפוי המיושם עבה. עדיין ניתן להשיג עובי מבנה או גימור גבוהים באמצעות ציפויים הניתנים לריפוי UV בצפיפות צולבת גבוהה על ידי מריחת שכבות דקות מרובות ושיוף ו/או "B" בין כל שכבה כדי לקדם הידבקות בין שכבות.
מנגנון הריפוי התגובתי של רוב הציפויים הניתנים לריפוי UV מכונה "התחלת רדיקלים חופשיים". מנגנון ריפוי תגובתי זה רגיש לחמצן באוויר אשר מאט או מעכב את מהירות הריפוי. האטה זו מכונה לעתים קרובות עיכוב חמצן והיא חשובה ביותר כאשר מנסים להשיג עובי סרט דק מאוד. בסרטים דקים, שטח הפנים לנפח הכולל של הציפוי המיושם גבוה יחסית בהשוואה לעובי שכבה עבה. לכן, עובי סרט דק הרבה יותר רגיש לעיכוב חמצן ומתרפא לאט מאוד. לעתים קרובות, פני השטח של הגימור נשארים לא מספיק מרפאים ומפגינים תחושה שמנונית/שומנית. כדי לנטרל את עיכוב החמצן, ניתן להעביר גזים אינרטיים כגון חנקן ופחמן דו חמצני על פני השטח במהלך הריפוי כדי להסיר את ריכוז החמצן, ובכך לאפשר ריפוי מלא ומהיר.
5. כמה ברור ציפוי UV שקוף?
ציפויים 100% הניתנים לריפוי UV יכולים להפגין בהירות מעולה ויתחרו בשכבות השקופות הטובות ביותר בתעשייה. בנוסף, כאשר מיושמים על עץ, הם מביאים לידי ביטוי מקסימום יופי ועומק תמונה. מעניינות במיוחד מערכות שונות של urethane acrylate, שהן שקופות וחסרות צבע להפליא כאשר מיושמות על מגוון רחב של משטחים, כולל עץ. יתר על כן, ציפויי אקרילט פוליאוריטן אליפטיים יציבים מאוד ועמידים בפני שינוי צבע עם הגיל. חשוב לציין שציפויים מבריק נמוך מפזרים אור הרבה יותר מציפויי מבריק ובכך יהיו בעלי בהירות נמוכה יותר. לעומת זאת, יחסית לכימיה אחרת של ציפוי, ציפויים 100% הניתנים לריפוי UV שווים אם לא עדיפים.
ניתן לגבש ציפויים הניתנים לריפוי UV הזמינים בשלב זה כדי לספק בהירות יוצאת דופן, חמימות עץ ותגובה להתחרות במערכות הגימור הקונבנציונליות הטובות ביותר. בהירות, ברק, תגובת עץ ותכונות פונקציונליות אחרות של ציפויים הניתנים לריפוי UV הקיימים בשוק כיום מצוינים כאשר הם מקורם מיצרנים איכותיים.
6. האם יש ציפויים צבעוניים או פיגמנטיים הניתנים לריפוי UV?
כן, ציפויים צבעוניים או פיגמנטיים זמינים בקלות בכל סוגי הציפויים הניתנים לריפוי UV אך ישנם גורמים שיש לקחת בחשבון לתוצאות מיטביות. הגורם הראשון והחשוב ביותר הוא העובדה שצבעים מסוימים מפריעים ליכולת של אנרגיית UV להעביר, או לחדור, לציפוי המיושם לריפוי UV. הספקטרום האלקטרומגנטי מודגם בתמונה 1, וניתן לראות שספקטרום האור הנראה צמוד מיד לספקטרום ה-UV. הספקטרום הוא רצף ללא קווים ברורים (אורכי גל) של תיחום. לכן, אזור אחד מתמזג בהדרגה לאזור סמוך. בהתחשב באזור האור הנראה, יש כמה טענות מדעיות שהוא משתרע בין 400 ננומטר ל-780 ננומטר, בעוד טענות אחרות קובעות שהוא משתרע בין 350 ננומטר ל-800 ננומטר. לדיון הזה, זה רק חשוב שנכיר בכך שצבעים מסוימים יכולים לחסום ביעילות את השידור של אורכי גל מסוימים של UV או קרינה.
מכיוון שההתמקדות היא באורך הגל ה-UV או באזור הקרינה, בואו נחקור את האזור בפירוט רב יותר. תמונה 2 מציגה את הקשר בין אורך הגל של האור הנראה לצבע המקביל היעיל בחסימתו. כמו כן, חשוב לדעת כי חומרי צבע משתרעים בדרך כלל על טווח של אורכי גל, כך שצבע אדום עשוי להשתרע על טווח ניכר, כך שהוא עשוי לספוג חלקית לאזור ה-UVA. לכן, הצבעים המדאיגים ביותר יתפרשו על טווח הצהוב – כתום – אדום וצבעים אלו יכולים להפריע לריפוי יעיל.
לא רק שחומרי הצבע מפריעים לאפיפוי UV, הם גם מהווים שיקול בעת שימוש בציפויים פיגמנטיים לבנים, כגון פריימרים הניתנים לריפוי UV וצבעי שכבת עליון. קחו בחשבון את ספקטרום הספיגה של הפיגמנט הלבן טיטניום דו-חמצני (TiO2), כפי שמוצג בתמונה 3. TiO2 מציג ספיגה חזקה מאוד בכל אזור ה-UV ובכל זאת, ציפויים לבנים הניתנים לריפוי UV מתרפאים ביעילות. אֵיך? התשובה טמונה בניסוח קפדני של מפתח הציפוי והיצרן תוך שימוש במנורות UV המתאימות לריפוי. מנורות ה-UV הנפוצות והרגילות בשימוש פולטות אנרגיה כפי שמוצג בתמונה 4.
כל מנורה המוצגת מבוססת על כספית, אך על ידי סימום הכספית באלמנט מתכתי אחר, הפליטה יכולה לעבור לאזורים אחרים באורך גל. במקרה של ציפויים לבנים המבוססים על TiO2, הניתנים לריפוי UV, האנרגיה הנמסרת על ידי מנורת כספית רגילה תיחסם למעשה. חלק מאורכי הגל הגבוהים יותר המסופקים יכולים לספק ריפוי אך משך הזמן הנדרש לריפוי מלא עשוי להיות לא מעשי. על ידי סימום מנורת כספית עם גליום, לעומת זאת, יש שפע של אנרגיה שימושית באזור שאינו חסום ביעילות על ידי TiO2. ניתן לבצע שימוש בשילוב של שני סוגי המנורות, הן באמצעות ריפוי (באמצעות גליום מסומם) והן ריפוי פני השטח (באמצעות כספית רגילה) (תמונה 5).
לבסוף, ציפויים צבעוניים או פיגמנטיים הניתנים לריפוי UV צריכים להיות מנוסחים תוך שימוש בפוטו-איניציטורים האופטימליים כך שאנרגיית ה-UV - טווח אורכי הגל של האור הנראה המועבר על ידי המנורות - מנוצל כראוי לריפוי יעיל.
שאלות אחרות?
בכל שאלה שתתעורר, אל תהססו לשאול את הספק הנוכחי או העתידי של החברה של ציפויים, ציוד ומערכות בקרת תהליכים. תשובות טובות זמינות כדי לסייע בקבלת החלטות יעילות, בטוחות ורווחיות. u
לורנס (לארי) ואן איסגם הוא נשיא/מנכ"ל ואן טכנולוגיות, בע"מ. לוואן טכנולוגיות יש למעלה מ-30 שנות ניסיון בציפויים הניתנים לריפוי UV, החל כחברת מחקר ופיתוח אך הפך במהירות ליצרן של Application Specific Advanced Coatings™ המשרת ציפוי תעשייתי מתקנים ברחבי העולם. ציפויים הניתנים לריפוי UV תמיד היו המוקד העיקרי, יחד עם טכנולוגיות ציפוי "ירוק" אחרות, עם הדגש על ביצועים השווים או עולים על הטכנולוגיות הקונבנציונליות. Van Technologies מייצרת את המותג GreenLight Coatings™ של ציפויים תעשייתיים על פי מערכת ניהול איכות מאושרת ISO-9001:2015. למידע נוסף, בקרwww.greenlightcoatings.com.
זמן פרסום: 22 ביולי 2023
